MAKALAH PENGABDIAN PADA MASYARAKAT
PRAKTIKUM STRUKTUR ATOM
Oleh : M. PRANJOTO UTOMO
Makalah ini disampaikan pada kegiatan: Pengayaan Praktikum Guru-Guru pada Acara Pendampingan SMA oleh FMIPA UNY” Di FMIPA UNY Pada tanggal 16 – 22 Januari 2008
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2008
PRAKTIKUM STRUKTUR ATOM 1 Oleh: M. Pranjoto Utomo 2 Petunjuk Umum Dalam kegiatan untuk pemahaman struktur atom, mahasiswa tidak perlu melakukan pengamatan langsung pada spektrum atom hidrogen (karena tidak tersedianya peralatan). Namun demikian akan disajikan data mengenai panjang gelombang garisgaris spektrum atom hidrogen (andaikan saja bahwadata tersebut merupakan hasil amatan praktikan sendiri). Tugas mahasiswa yaitu menginterpretasikan data tersebut dalam hubungannya dengan: (1). Rumusan untuk deret Lyman, Balmer dan Paschen, (2). Penetapan tetapan Rydberg (RH) dan (3). Diagram transisi-emisi atom hidrogen menurut Bohr. Untuk menunjang tugas tersebut, mahasiswa (praktikan) perlu membacadasar teori struktur atom yang secara cukup mendalam terdapat dalam diktat perkuliahan Kimia Anorganik I dan menyelesaikan kegiatan-kegiatan berikut beserta tugas-tugas yang harus diselesaikan pada lembar kerja. Sedangkan untuk menunjang tugas perhitungan tiap mahasiswa wajib menyediakan kalkulator bagi dirinya sendiri. Tujuan Umum Mahasiswa memahami struktur atom hidrogen model Bohr Tujuan khusus 1. Diberikan model diagram tingkat energi, mahasiswa dapat menggambarkan transisi (elektronik) emisi. 2. Atas dasar diagram tingkat energi, mahasiswa dapat menuliskan rumusan yang menyatakan hubungan antara suatu transisi emisi dengan perbedaan antara dua transisi emisi yang lain.
1
Disampaikan dalam kegiatan “Pengayaan Praktikum Guru-Guru pada Acara Pendampingan SMA oleh FMIPA UNY” di FMIPA UNY pada tanggal 16 – 22 Januari 2008 2 Staf Pengajar di Jurdik Kimia FMIPA UNY
3. Diberikan data panjang gelombang (λ) ketiga deret Lyman, Balmer dan Paschen, mahasiswa dapat mengidentifikasi ada-tidaknya hubungan yang bermakna (a) antar data numerik λ dan (b) antar data numerik perbedaan λ. 4. Diberikan rumusan hubungan antara panjang gelombang, λ, dengan bilangan gelombang, ν , mahasiswa dapat mengubah data numerik λ menjadi ν . 5. Dengan data numerik bilangan gelombang, ν , mahasiswa dapat menarik kesimpulan bahwa setiap perbedaan bilangan gelombang (Δ ν ) terhadap ν terpendek dalam suatu deret merupakan anggota ν bagi deret berikutnya. 6. Dengan data numerik bilangan gelombang, ν , mahasiswa dapat menarik kesimpulan bahwa numerik perbedaan bilangan gelombang (Δ ν ) setiap dua garis spektrum terdekat dalam suatu deret muncul kembali sebagai perbedaan yang samadalam deret berikutnya. 7. Bila digambarkan suatu model diagram energi transisi, mahasiswa dapat menyatakan hubungan antara energi transisi emisi dengan perbedaan antara dua tingkatan energi yang bersangkutan. 8. Atas dasar data ν dan bilangan kuantum n yang sesuai, mahasiswa dapat melukiskan 1
grafik hubungan antara ν dengan n2
untuk deret (a) Lyman, (b) Balmer dan (c)
Paschen. 9. Atas dasar grafik hubungan antara ν dengan
1
n2
untuk setiap deret, mahasiswa
dapat membandingkan nilai titik-titik ekstrapolasi (n = ∞) dengan ν terpendek -batas yang teramati bagi masing-masing deret Lyman, Balmer dan Paschen. 10. Atas dasar data ν bagi ketiga deret Lyman, Balmer dan Paschen,
mahasiswa
dapat menghitung tingkatan energi rerata, E1, E2, E3, ............ , E∞, untuk atom hidrogen dan kemudian melukiskan secara kuantitatif diagram transisi emisi atom hidrogen untuk ketiga deret, Lyman, Balmer dan Paschen. 11. Atas dasar perhitungan energi transisi emisi, mahasiswa dapat memperoleh rumusan untuk tetapan Rydberg dan energi ionisasi bagi atom hidrogen Pendahuluan
Atom hidrogen dengan hanya satu elektron tentulah mempunyai spektrum paling sederhana; karenanya harus dipelajari terlebih dahulu untuk memperoleh pemahaman struktur suatu atom. Spektrum emisi atom hidrogen bebas dalam keadaan gas, yang dapat diperoleh dengan membuat gas hidrogen dalam keadaan tereksitasi oleh pengaruh listrik, ternyata terdiri dari sejumlah deret (seri) garis-garis spektrum dalam daerah inframerah, visible (tampak) dan daerah near ultraviolet (ultraviolet dekat). Garis-garis spektrum ini untuk setiap deret (yang diberi nama sesuai dengan penemunya) mengumpul secara teratur atau jaraknya makin mendekat satu sama lain dan akhirnya kelihatan semakin melemah ke arah menurunnya panjang geombang, λ, atau ke arah naiknya bilangan gelombang, ν , seperti ditunjukkan oleh pola spektrum Gambar 1. Proses pembentukan atom-atom bebas dalam keadaan gas biasanya melibatkan pemecahan padatan-padatan atau molekul-molekul gas oleh karena energi panas atau listrik sedemikian sehingga atom-atom bebas yang dihasilkan beradadalam keadaan tereksitasi yang akan kehilangan enegi oleh peristiwa radiasi energi. λ / nm:
100
200
Lyman
500
Balmer Ultraviolet - UV
Visibel
1000
Bracket
Paschen Pfund Inframerah
Gambar 1. Pola Spektrum Emisi Atom Hidrogen Selanjutnya diasumsikan bahwa: (1). Energi elektron dalam atom hidrogen bersifat terkuantisasi, artinya elektron beradadalam tingkat-tingkat energi diskrit yang merupakan kelipatan bilanganbilangan bulat integral 1. (2). Munculnya garis-garis spektrum yang teramati pada spektrum atom hidrogen adalah sebagai akibat terjadinya transisi elektronik antara dua tingkatan energi. Oleh karena spektrum garis ini adalah spektrum emisi, maka: ΔE = E(tinggi) – E(rendah); dengan kata lain transisi elektronik emisi menunjuk pada terjadinya transisi elektron dari tingkat energi lebih tinggi (atom dalam keadaan tereksitasi) ke tingkat energi yang lebih rendah (atom dalam keadaan ground state).
Kegiatan dan Tugas Kegiatan 1 Untuk sejumlah tingkatan energi (energy level), E1, E2, E3 dan E4, dua diantara beberapa kemungkinan transisi (emisi) elektronik telah digambarkan dengan tanda panah (E4 → E2 dan E2 → E1) seperti diagram berikut ini: Energi,
E4 E3 E2
Diagram 1
E1 Transisi (elektronik) emisi
Tugas 1: Lengkapi kemungkinan transisi-emisi yang lain pada Lembar Kerja.
Tabel 1.
Data panjang gelombang spektrum garis atom hidrogen untuk seri Lyman, Balmer dan Paschen
Δ λ / (nm) λ1 - λn λn - λ(n+1)
Deret
λ / (nm)
ν / cm-1
18,995
Deret Lyman 121,567 L (1)
82259
5,318
L (2)
102,572
97492
L(3)
97,254
L(4)
94,974
L(5)
93,780
...............
L(6)
93,075
...............
L(∞) Deret Balmer 656,278 B(1)
............... ............... ............... ...............
............... ...............
.............. .............. ..............
170,145 .............. ..............
Δ ν / (cm-1) ν (n+1) - ν n ν n- ν 1 15233 ............... .............
...............
............... .............
...............
............... .............
...............
............... .............
B(2)
486,133
B(3)
434,047
...............
...............
109679 15237
............... .............
...............
............... .............
...............
............... .............
............... ............... ............... ...............
............... ............... ............... ............... ...............
.............. .............. .............. ..............
593,305 .............. .............. .............. ..............
B(4)
410,174
B(5)
397,007
B(6)
388,905
B(7)
383,539
...............
............... .............
...............
............... .............
...............
............... .............
...............
............... .............
379,790 B(8) B(∞) Deret Paschen 1875,110 P(1)
............... 27427
P(2)
1281,805
...............
P(3)
1093,809
P(4)
1004,938
P(5)
954,597
P(6) P(∞)
922,902
...............
............... ............. ............... .............
...............
............... .............
...............
............... .............
...............
............... .............
............... 12190
Kegiatan 2 Energi transisi-emisi sesungguhnya secara matematik dapat pula dinyatakan sebagai perbedaan antara dua transisi-emisi yang lain, misalnya saja: E2 - E1 = (E 4- E1) - (E4 - E2); demikian juga E2 - E1 = (E 3- E1) - (E3 - E2), dan seterusnya Tugas 2: Kerjakan secara sama untuk energi transisi-emisi yang lain, yaitu: (E4 - E3), (E3
- E2) dan (E4-E2). Kegiatan 3 Panjang gelombang (λ) tiap-tiap garis spektrum atom hidrogen untuk deret Lyman (L), Balmer (B) dan Paschen (P) sebagaimana diilustrasikan oleh Gambar 1, telah berhasil ditabulasikan pada Tabel 1 kolom 2. Data panjang gelombang ini ternyata tidak menunjukkan sesuatu yang bermakna; namun demikian cobalah periksa perbedaan panjang gelombang (Δλ) tiap dua garis spektrum terdekat (Tabel 1 kolom 3). Tugas 3: Lengkapi Tabel 1 kolom 2 dan 3 kemudian periksa dengan teliti dengan cermat. Ada atau tidak adakah suatu hubungan yang bermakna antara data numerik (λ
dan atau Δλ) satu terhadap yang lain baik dalam satu deret maupun dengan deret yang lain? Kegiatan 4 Hubungan antara panjang gelombang λ dengan bilangan gelombang ( ν ) ( dan tentunya juga frekuensi, ν) dinyatakan dengan rumusan sebagai berikut: 1
λ
ν = ν = c , di mana c = kecepatan cahaya = 2,99797 x 1010 cm.s-1
Jadi bilangan gelombang berbanding lurus terhadap frekuensi, tetapi berbanding terbalik dengan panjang gelombang. Tugas 4: Ubahlah data panjang gelombang (Tabel 1) menjadi data bilangan gelombang (sebenarnyadapat juga frekuensi) dan masukkan ke dalam Tabel 1 kolom 5. Dua-tiga di antaranya untuk masing-masing deret telah dikerjakan. Kegiatan 5 Bila selanjutnya kita hitung perbedaan bilangan gelombang, Δ ν , untuk data yang telah ada (Tabel 1), ternyata diperoleh bahwa: L(2) - L(1)
=
(97492 - 82259) cm-1 = 15233 cm-1
B(2) - B(1)
=
(20571 - 15237 ) cm-1
=
5334 cm-1
P(2) - P(1)
=
(7801 - 5333) cm-1
=
2468 cm-1
Berdasarkan hasil perhitungan tersebut di atas nampak bahwa L(2)-L(1) relatif sama dengan B(1), demikian juga B(2)-B(1) relatif sama dengan P(1). Pertanyaan yang segera muncul yaitu benarkah bahwa perbedaan bilangan gelombang (Δ ν ) bagi suatu deret merupakan anggota bagi deret yang lain; atau adakah hubungan antara Δ ν bagi suatu deret dengan ν bagi deret yang lain? Sungguh merupakan suatu masalah yang menarik untuk diteliti.
Tugas 5: Untuk menjawab atau menyelesaikan masalah tersebut, secara sama hitung harga setiap perbedaan (Δ ν ) antara garis terdekat bagi masing-masing deret, kemudian selidikilah hubungannya dengan nilai ν bagi deret yang lain. Demikian juga hitung harga setiap perbedaan (Δ ν ) terhadap ν terpendek bagi masing-masing deret. Kegiatan 6 Untuk melihat lagi adanya aspek fundamental yang lain mengenai hubungan data numerik antara deret yang satu dengan yang lain, marilah kita hitung perbedaan bilangan gelombang (Δ ν ) untuk setiap dua garis spektrum terdekat bagi masing-masing deret. Misalnya: L(2) - L(1)
=
15233 cm-1
L(3) - L(2)
=
(102823 - 97492) cm-1 = 5331 cm-1
B(2) - B(1)
=
5334 cm-1
B(3) - B(2)
=
(23039 - 20571) cm-1 = 2468 cm-1
P(2) - P(1)
=
2468 cm-1
Berdasarkan data perhitungan di atas, nampaknyadapat dikatakan bahwa bilanganbilangan (sebagai perbedaan bilangan gelombang, Δ ν ) yang pernah muncul dalam suatu deret, muncul kembali dalam deret lain seperti halnya: L(3) - L(2) = B(2) - B(1)
dan
B(3) -B(2) = P(2) - P(1) Mungkinkah hal ini berlaku secara umum untuk data yang lain? Lagi-lagi merupakan masalah yang sangat menarik untuk diteliti. Tugas 6: Untuk menjawab atau menyelesaikan masalah tersebut gunakan data Tabel 1 kolom 6 untuk mengidentifikasi hubungan numerik dalam satu deret dengan deret lain. Kegiatan 7 Bila atom hidrogen berubah dari keadaan tingkat energi diskrit Em ke tingkat energi diskrit lebih rendah En (jadi Em > En) atau dengan kata lain bila terjadi transisi (elektronik) emisi Em → En, maka besarnya bilangan gelombang dari radiasi emisi adalah
proporsional terhadap perbedaan energi kedua tingkat energi diskrit tersebut yaitu ΔE = Em - En. Besarnya perbedaan energi ini oleh Einstein dinyatakan dengan rumus: ΔE
cν
hν = h
=
=
hc ,dimana h = tetapan Planck = 6,6262.10-34 J.s λ Selanjutnya untuk menginterpretasikan adanya hubungan yang bermakna padadata numerik ν
dan Δ ν (Tugas 5 dan Tugas 6) tersebut, silahkan Anda tinjau konsep
diagram berikut, yang sebenarnya paralel dengan Tugas 1 dan Tugas 2. Energi, E
Deret I ΔEb
ΔEa
Deret II ΔEd
ΔEc
ΔEe
E4 E3 E2
E1 Diagram 2. Transisi (elektronik) emisi
Tiga transisi-emisi deret I (ΔΕa, ΔΕb dan ΔΕc) mempunyai satu tingkatan energi terendah yang sama yaitu E1, sedangkan dua transisi-emisi deret II juga mempunyai satu tingkatan energi terendah yang sama yaitu E2. Jadi semua transisi-emisi dalam suatu deret selalu berasal dari beberapa tingkatan energi lebih tinggi
dan berakhir pada satu
tingkatan energi terendah yang samadalam deret yang bersangkutan. Diagram 2 di atas menunjukkan bahwa: ΔΕb − ΔΕa
=
(E3 - E1) - (E2 - E1) =
E3 - E2
=
ΔΕd
Dengan kalimat lain dapat dinyatakan bahwa perbedaan dua transisi-emisi yang berakhir pada satu tingkatan energi terendah yang sama (E1), sama dengan transisi-emisi antar dua tingkatan energi di atasnya.
Tugas 7a:
Tidak peduli besarnya E1 (tingkat energi terendah tempat berakhirnya transisi elektronik), secara sama diperoleh: ΔEc - ΔΕa = ...... Lebih informatif, hubungan-hubungan tersebut dapat disusun sebagai berikut: ΔEb - ΔΕa
(deret I )
=
Δ Εd (deret II)
ΔEc - ΔΕa
(deret I )
=
Δ Εe(deret II)
Tugas 7b: Oleh karena setiap harga ΔE berbanding lurus terhadap ν (maupun ν) sebagaimana dirumuskan oleh Einstein tersebut, maka tentulah:
νb - νa =
............
νc - νa =
............
Demikianlah seterusnya, bila pada konsep Diagram 2 tingkat-tingkat energinya diperbanyak lagi E5, E6, ...,E∞, tentulah dipenuhi hubungan bahwa numerik perbedaan bilangan gelombang (Δ ν ) pada suatu deret muncul sebagai numerik ν pada deret lain sebagaimana diungkap oleh data menurut Tugas 5. Tugas 7c: Tambahan pula Diagram 2 menunjukkan bahwa: ΔEc - ΔEb
=
...............
νc - νb
=
...............
atau
Hubungan ini tentulah berlaku umum, yaitu bahwa perbedaan bilangan gelombang, Δ ν , bagi setiap dua garis spektrum terdekat pada satu deret dapat dinyatakan oleh perbedaan tersebut pada deret lain, bila konsep Diagram 2 diperbanyak tingkat-tingkat energinya. Tidak diragukan lagi bahwa hal ini sesuai dengan data menurut Tugas 6 atau Tabel 1 kolom 6. Hasil: Jadi dengan data ν dan Δν untuk tiap-tiap deret (Tabel 1 kolom 5-7) serta kebermaknaan hubungannya (Tugas 5 dan Tugas 6), terjadinya spektrum emisi hidrogen dapat diilustrasikan menurut model Diagram 2 tersebut. Kegiatan-8
Masalah selanjutnya yaitu bagaimana melukiskan model diagram transisiemisi atom hidrogen secara kuantitatif? Untuk menyelesaikan masalah ini diperlukan langkah kunci yaitu menentukan harga tingkatan energi terendah dimana semua transisi-emisi berakhir untuk masing-masing deret, yaitu E1 (Lyman), E2 (Balmer) dan E3(Paschen). Harga-harga ini dihitung relatif terhadap harga pembanding tertentu yaitu bila elektron berjarak ∞ (tak terhingga) dari inti atom; dalam hal ini elektron beradadalam E∞ dengan energi sama dengan nol.
Dengan demikian tingkat-tingkat energi yang
lain, E1 hingga E(∞-1), tentulah lebih rendah dari nol dan oleh karena itu mempumyai Oleh karena E∞ bagi setiap deret pastilah sama, maka parameter yang
energi negatif.
perlu dihitung adalah ν bagi transisi-emisi (E∞-E1), (E∞-E2) dan (E∞-E3) bagi masingmasing deret Lyman, Balmer dan Paschen. Ketiga harga ν ini tentulah memenuhi persamaan atau hubungan tertentu yang tersusun oleh semua ν bagi ketiga deret. Sungguh ajaib bahwa secara empiris hubungan ini dapat diperoleh dengan 1
menggambarkan grafik hubungan antara harga-harga ν dengan
n2 , di mana
n =
bilangan bulat integral 1, yaitu n = 2, 3, ..., ∞ untuk deret Lyman; n = 3, 4,..., ∞ untuk deret Balmer
dan n = 4, 5, ..., ∞ untuk deret Paschen.
Tugas 8: Gambarkan grafik hubungan antara ν (sebagai ordinat) dan
1 n2
(sebagai
absis): (a)
Untuk deret Lyman: n
=
ν
=
ν
=
B(1), B(2),...,
ν
=
P(1), P(2),...,
2, 3,..., 7,..., ∞; sesuai dengan
L(1),
L(2),..., L(6),..., L(∞). (b)
Untuk deret Balmer: n
= 3, 4,..., 10,..., ∞; sesuai dengan
B(8),..., B(∞). (c)
Untuk deret Paschen: n
P(6),..., P(∞).
= 4, 5,..., 9,..., ∞; sesuai dengan
Sungguh ajaib bahwa ketiga grafik tersebut berupa garis lurus. Hal ini berarti bahwa ν bagi L(∞), B(∞) dan P(∞) tentulah merupakan ekstrapolasi masing-masing garis 1
tersebut pada n2
= 0 (atau n = ∞).
Kegiatan 9 Berdasarkan pengamatan diketahui bahwa bilangan gelombang untuk batas garis spektrum atau λ terpendek bagi masing-masing deret yaitu kira-kira:
L(∞)
=
109679 cm-1, sesuai dengan energi transisi E∞ → E1
B(∞)
=
27427 cm-1, sesuai dengan energi transisi E∞ → E2
P(∞)
=
12190 cm-1, sesuai dengan energi transisi E∞ → E3
Bandingkan hasil amatan ini dengan hasil ekstrapolasi pada Tugas 8 di atas. Dengan demikian, konstruksi diagram transisi-emisi dapat disusun sebagai berikut: (a)
Untuk deret Lyman, semua transisi-emisi berakhir pada tingkatan energi E1 yang berada pada 109679 cm-1 di bawah E∞ (energi nol) atau pada -109679 cm-1.
(b)
(1)
Untuk deret Lyman ν terendah yaitu L(1) yang pasti merupakan
transisi-emisi E2 → E1 , dengan E2 merupakan tingkatan energi terdekat di atas E1. Maka L(1)
=
E2 - E1 =
82259 cm-1.
Menurut Kegiatan 2 dan Kegiatan 6 berlaku: E∞ - E2
(2)
=
(E∞ - E1) - (E2 -E1)
=
L(∞) - L(1)
=
(109679 - 82259) cm-1
=
27420 cm-1
Sedangkan dari deret Balmer diperoleh: B(∞)
=
E∞ - E2
=
27427 cm-1
Jadi, dari kedua harga ini dapat diperoleh harga rata-rata E2 = - 27423,5 cm-1 (dibawah E∞).
(c)
Secara sama, kedudukan E3 dapat ditentukan , yaitu: (1)
Dari deret Lyman: E∞ - E3 =
(E∞ - E1) - (E3 - E1) = L(∞) - L(1)
= (109679 - 97492) cm-1 = 12187 cm-1 (2)
Dari deret Balmer: E∞ - E3 =
(E∞ - E2) - (E3 - E2) =
B(∞) - B(1)
= (27427 - 15237) cm-1 = 12190 cm-1 (3)
Dari deret Paschen: E∞ - E3 =
P(∞) - P(1)
12190 cm-1
=
Jadi dari ketiga harga hasil perhitungan ini dapat diperoleh nilai rata-rata E3 =
-
12189cm-1 (di bawah E∞). (d)
Demikian seterusnya untuk E4, E5, ...
Tugas 9: (a) Masukkan data di atas, (E1 - E∞),
..............
, (E3 - E∞), ke dalam Tabel
2, demikian juga untuk tingkatan energi yang lain hingga
E10 dan kemudian
tentukan rata-rata masing-masing harga. Tentukan kedudukan tiap-tiap tingkatan energi tersebut (Tabel 2 kolom 5) untuk E1 hingga E10 dalam suatu gambar dan kemudian lukiskan dengan tanda anak panah diagram transisi emisi untuk ke tiga deret tersebut yang mencerminkan data Tabel 1. Tabel 2 Data perhitungan energi transisi emisi untuk ke tiga deret, L-B-P. (En - E∞) / cm-1, untuk n Dari Garis Dari Garis Dari Garis Numerik Lyman Balmer Paschen rerata 1 - 109 679
...........—....... .........—......... - 109 679
2 .................. ..................
..................
Nilai E1 - E∞ n - E∞
(E
)
dan Pembulatan
..................
..................
.................. ..................
..................
3 .................. ..................
..................
.................. ..................
..................
4 .................. ..................
..................
.................. ..................
..................
5 .................. ..................
..................
.................. ..................
..................
6 .................. ..................
..................
.................. ..................
..................
7 .................. ..................
..................
.................. ..................
..................
8 .................. ..................
..................
.................. ..................
..................
9 .................. ..................
..................
.................. ..................
..................
10 .................. ..................
..................
.................. ..................
..................
Kegiatan 10 Hasil dari Tugas-7 dan Kegiatan 8 ternyata diperoleh hubungan bahwa: (a)
109679 L(∞)
(b)
≈
109679 L(∞)
≈
≈
4
n2 x
B(∞)
≈
9
n2 x
P(∞)
x
27427
atau (n = 2)
x
12190
atau (n = 3)
1
Hal ini berarti bahwa grafik ν vs. n2 bagi masing-masing deret yang berupa garis lurus sesungguhnya sejajar satu sama lain; demikian juga untuk deret-deret yang lain, Brackett dan Pfund (tidak dibicarakan). Dengan demikian tentulah terdapat hubungan secara umum yang menyeluruh bagi deret-deret tersebut. Hubungan ini dapat dicari dengan (salah satu cara) menghitung parameter: Tugas 10:
E1 - E∞ n - E∞
(E
)
(a) Dengan data Tabel 2 kolom 5, hitung nilai parameter
E1 - E∞ n - E∞
(E
)
untuk n = 1-10,
kemudian masukkan hasilnya ke dalam Tabel 2 kolom 6 dan tentukan pula nilai pembulatannya (Tabel 2 kolom 7) Selidiki numerik-numerik tersebut adakah hubungan tertentu antara bilangan kuantum n
dengan parameter
E1 - E∞ n - E∞
(E
)
kemudian nyatakan hubungan ini; selanjutnya
dapatkan harga tetapan tertentu (sebagai tetapan Rydberg)! Kegiatan 11 Energi ionisasi atau potensial ionisasi yaitu energi minimum yang dibutuhkan untuk mengeluarkan satu elektron dari tingkat energi dasar (n = 1 untuk atom hidrogen) ke tingkat energi tak-berhingga (n = ∞); energi ini dapat ditentukan secara eksperimen secara langsung. Namun demikian atas dasar perhitungan tingkatan-tingkatan energi yang menghasilkan rumusan untuk tetapan Rydberg tersebut, model atom Bohr dapat menghitung energi ionisasi bagi atom hidrogen. Tugas 11:
Hitung energi ionisasi atom hidrogen dan tentukan dua tingkatan energi
manakah yang terlibat (1 cm-1 = 11,9566 J.mol-1) Daftar Pustaka Alderdice, D., (1981). "Energy Level and Atomic Spectra", Department of Physical Chemistry, The University of New South Wales, Australia. Beaton, J.M. (1992). "Journal of Chemical Eduction", Vol.69, No.8, 610-612. Department of Inorganic and Nuclear Chemistry (1994). "Laboratory Manual – Chem. 2031 Inorganic Chemistry and Structure" Frantz, H.W., and Malm, L.E., (1968). "Essentials of Chemistry in the Laboratory", Second Edition, San Fransisco: W.H. Freeman and Company. Hecht, C.E. (1992). "Journal of Chemical Eduction", Vol.69, No.8, 645-646.
